第七章酵母基因工程精要.ppt

生物工程专业核心课程 基因工程的基本概念 E 酵母菌的表达系统 A 酵母菌作为表达外源基因受体菌的特征 A 酵母菌作为表达外源基因受体菌的特征 B 酵母菌的宿主系统 C 酵母菌的载体系统 D 酵母菌的转化系统 E 酵母菌的表达系统 F 利用重组酵母生产乙肝疫苗 F 利用重组酵母生产乙肝疫苗 酵母菌表达系统的选择 乳酸克鲁维酵母的双链环状质粒pKD1已被广泛用作重组异源 蛋白生产的高效表达稳定性载体，即便在无选择压力的条件下，也 乳酸克鲁维酵母表达系统 能稳定遗传40代以上。 乳酸克鲁维酵母表达分泌型和非分泌型的重组蛋白，性能均优 于酿酒酵母表达系统。 酵母菌表达系统的选择 巴斯德毕赤酵母是一种甲基营养菌，能在低廉的甲醇培养基中生 巴斯德毕赤酵母表达系统 长，甲醇可高效诱导甲醇代谢途径中各酶编码基因的表达，因此生长 迅速、乙醇氧化酶基因AOX1所属强启动子、表达的可诱导性是巴斯 德毕赤酵母表达系统的三大优势。 由于巴斯德毕赤酵母没有合适的自主复制型载体，所以外源基因 的表达序列一般整合入受体的染色体DNA上。在此情况下，外源基因 具有经济价值的重组蛋白在巴斯德毕赤酵母系统中获得成功表达。 的高效表达在很大程度上取决于整合拷贝数的多寡。目前已有20余种 酵母菌表达系统的选择 多型汉逊酵母也是一种甲基营养菌。其自主复制序列HARS已被 多型汉逊酵母表达系统 克隆，并用于构建克隆表达载体，但与巴斯德毕赤酵母相似，这种载 体在受体细胞有丝分裂时显示出不稳定性。所不同的是，HARS质粒 能高频自发地整合在受体的染色体DNA上，甚至可以连续整合100多 目前，包括乙型肝炎表面抗原在内的数种外源蛋白在该系统中获 个拷贝，因此重组多型汉逊酵母的构建也是采取整合的策略。 得成功表达。 7 酵母基因工程 由乙型肝炎病毒（HBV）感染引起的急慢性乙型肝炎是一种严重 的传染病，每年约有200万病人死亡，并有3亿人成为HBV携带者，其 中相当一部分人可能转化为肝硬化或肝癌患者。目前对乙型肝炎病毒 还没有一种有效的治疗药物，因此高纯度乙型疫苗的生产对预防病毒 感染具有重大的社会效益，而利用重组酵母大规模生产乙型疫苗为其 广泛应用提供了可靠的保证。 7 酵母基因工程 产乙肝表面抗原的重组酿酒酵母 乙型肝炎病毒的结构与性质 产乙肝表面抗原的重组巴斯德毕赤酵母 乙型肝炎病毒的结构与性质 乙肝病毒是一种蛋白包裹型的双链DNA病毒，具有感染力的病毒 乙型肝炎病毒的结构 颗粒呈球面状，直径为42 nm，基因组仅为3.2 kb。病毒颗粒的主要 结构蛋白是病毒的表面抗原多肽（HBsAg）或S多肽，它具有糖基化 和非糖基化两种形式。颗粒内的蛋白成份包括核心抗原（ HBcAg ）、 除此之外，被乙肝病毒感染的人的肝脏还能合成并释放大量的22 病毒DNA聚合酶、微量病毒蛋白。 nm的空壳亚病毒颗粒，其免疫原性是未装配的各种包装蛋白组份的 1000倍。包装蛋白共有三种转膜糖蛋白：S、M、L多肽。 乙型肝炎病毒的结构与性质 乙型肝炎病毒的包装蛋白编码基因 ATG ATG ATG TAA 108 aa 55 aa 226 aa preS1 preS2 S S 多肽 226 aa M 多肽 281 aa L 多肽 399 aa 乙型肝炎病毒的结构与性质 乙肝病毒在体外细胞培养基中并不能繁殖，因此第一代的乙肝疫 传统乙肝疫苗的制备 苗是从病毒携带者的肝细胞质膜上提取出来的。虽然这种质膜来源的 疫苗具有较高的免疫原性，但由于原材料的限制难以大规模产业化。 基 因 工 程 华东理工大学 张惠展 基因工程 5 2 3 4 1 6 7 8 9 基因工程的基本原理 基因工程所需的基本条件 基因工程的操作过程 目的基因的克隆与基因文库的构建 大肠杆菌基因工程 酵母基因工程 哺乳动物基因工程 高等植物基因工程 7 酵母基因工程 C 酵母菌的载体系统 B 酵母菌的宿主系统 A 酵母菌作为表达外源基因受体菌的特征 F 利用重组酵母生产乙肝疫苗 D 酵母菌的转化系统 7 酵母基因工程 酵母菌的分类学特征 酵母菌（Yeast）是一群以芽殖或裂殖方式进行无性繁殖的单细 胞真核生物，分属于子囊菌纲（子囊酵母菌）、担子菌纲（担子酵母 菌）、半知菌类（半知酵母菌），共由56个属和500多个种组成。如 果说大肠杆菌是外源基因最成熟的原核生物表达系统，则酵母菌是最 成熟的真核生物表达系统。 7 酵母基因工程 酵母菌表达外源基因的优势 全基因组测序，基因表达调控机理比较清楚，遗